В мире программирования ошибки, связанные с памятью, преследуют разработчиков на протяжении десятилетий. Разыменование нулевого указателя, висячие указатели и утечки памяти — это лишь некоторые из проблем, которые могут привести к сбоям, уязвимостям в системе безопасности и трудным для отладки проблемам. Rust, современный язык системного программирования, добился значительных успехов в решении этих проблем, внедрив уникальный подход к управлению памятью, называемый владением и заимствованием. В этом посте мы углубимся в эти концепции и изучим, как они способствуют замечательной безопасности памяти в Rust.

Понимание владения

В основе системы управления памятью Rust лежит концепция владения. У каждого значения в Rust есть один «владелец», которым является переменная, содержащая значение. Когда владелец выходит из области видимости, Rust автоматически освобождает память, связанную со значением. Это означает, что вам не нужно явно управлять освобождением памяти, как в таких языках, как C или C++.

Кроме того, Rust применяет строгий набор правил в отношении владения, чтобы предотвратить распространенные проблемы, связанные с памятью:

  • Единое владение: у каждого значения одновременно есть только один владелец, что предотвращает случайное изменение или освобождение одной и той же памяти несколькими частями кода.
  • Семантика перемещения: когда значение присваивается другой переменной, исходная переменная теряет право собственности на значение. Это обеспечивает четкую передачу права собственности и предотвращает случайное изменение данных.
  • Типы копирования: некоторые типы, такие как целые числа и логические значения, автоматически копируются при назначении другой переменной. Это позволяет обмениваться простыми значениями без передачи права собственности.

Знакомство с заимствованием

Хотя право собственности обеспечивает безопасность памяти, предотвращая такие проблемы, как висячие указатели, не всегда практично передавать право собственности каждый раз, когда вам нужно использовать значение. Здесь в игру вступает заимствование. Заимствование позволяет вам временно «одолжить» ссылку на значение, не вступая во владение. Заимствование бывает двух видов: изменяемое и неизменное.

  • Неизменяемое заимствование: несколько частей вашего кода могут одновременно заимствовать неизменяемую ссылку на одно и то же значение. Это…